壓力焊接管道結構有限元分析及設計施工建議

李從偉，董 劍

（廣西廣投燃氣有限公司，廣西 南寧530028）

0 引言

壓力管道施工是城鎮燃氣建設中的基礎環節，尤其對于加氣站，其壓力等級較高（設計壓力為25 MPa），若施工工藝不當，將可能出現較大的使用風險。目前加氣站壓力管道使用材質多為奧氏體不銹鋼，其工藝聯結的主要方式為焊接。焊接具有施工方便、力學性能穩定、綜合效益好等諸多優點，得到了越來越廣泛的應用。但隨著加氣站和城鎮燃氣網絡的加大布局，壓力焊接管道的工況差別很大，不僅要考慮管道的壓力荷載，還要考慮焊接工藝和空間布局的影響，這對壓力管道性能可靠、牢固的要求逐步提高。特別是近幾年來，壓力管道爆炸和泄露事故時有發生，例如2018年6月貴州中石油天然氣輸氣管道晴隆沙子段發生爆炸泄露事件；2018年9月美國馬薩諸塞州波士頓燃氣管道爆炸等，因此，對壓力焊接管道進行結構分析，在圖上作業基礎上進行主要受力和變形分析，提高其安全性能勢在必行。

國外對壓力管道的研究已經形成了一整套較成熟的理論方法，已應用于機場、酒店、展覽等場合，國內也開始出現對燃氣焊接管道的研究，如王建平等對高密度聚乙烯塑料壓力管道熱熔焊接進行有限元分析[1]，于心瀧對管線鋼在役焊接接頭應力分析研究[2]，蔣誠航對含未焊透缺陷工業壓力管道的極限承載能力研究[3]。但總體上，還沒有研究實現對壓力管道焊接工藝的整體有限元分析，并在此基礎上確定其使用薄弱環節。……